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重庆市江北区2023-2024学年高三下学期模拟测试化学试题(七)(原卷版+解析版)
展开2.考生作答时,请将答案答在答题卡上.必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上答题无效.
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 化学与材料、人类生活密切相关,下列说法错误的是
A. 食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
B. 在北京冬奥会中,短道速滑服使用的超高分子聚乙烯属于有机高分子材料
C. 在日常生活中,造成钢铁腐蚀的主要原因是化学腐蚀
D. 生产宇航服所用的碳化硅陶瓷和碳纤维材料都是新型无机非金属材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化硫具有漂白性、还原性,食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白,防腐和抗氧化等作用,A正确;
B.超高分子聚乙烯属于有机高分子材料,B正确;
C.在日常生活中,造成钢铁腐蚀的主要原因是电化学腐蚀中的吸氧腐蚀,C错误;
D.碳化硅陶瓷和碳纤维材料都是新型无机非金属材料,D正确;
答案选C。
2. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1LpH=4的0.1ml•L-1K2Cr2O7溶液中Cr2O离子数为0.1NA
B. 标准状况下,11.2LNH3与11.2LHF均含有5NA个质子
C. 4.6g甲苯和甘油的混合物中含有氢原子数目为0.4NA
D. 用惰性电极电解CuSO4溶液,阴极增重6.4g,外电路中通过电子的数目一定为0.20NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.重铬酸钾发生水解,反应的离子方程式为H2O+2+2H+,1L 0.1ml/LK2Cr2O7溶液中的数目小于0.1NA,A错误;
B.标准状况下HF为无色液体,故无法计算11.2LHF含有的质子数目,B错误;
C.甲苯即C7H8和甘油即C3H8O3,二者相对分子质量均为92,故4.6g二者的混合物中含有氢原子数目为=0.4NA,C正确;
D.用惰性电极电解CuSO4溶液,Cu2+首先在阴极放电,当Cu2+放电完全后,溶液中的氢离子还可能会放电,故当阴极增重6.4g时,外电路中通过电子的数目可能为0.20NA,也可能大于0.20NA,D错误;
故答案为:C。
3. 部分含及物质分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是
A. 对应含氧酸的酸性强弱为:B. 工业上通过 来制备
C. 久置的水溶液会变小D. 利用a还原c或者d可以消除氮氧化物的污染
【答案】B
【解析】
【分析】根据元素的化合价和物质类别可推出a、b、c、d、e分别为NH3、N2、NO、NO2和HNO3或硝酸盐;a'、b'、c'、d'、e'分别为HCl、Cl2、HClO或次氯酸盐、HClO3或氯酸盐、HClO4或高氯酸盐。
【详解】A.硝酸和高氯酸都是相应元素的最高价酸,最高价酸的酸性和非金属性相关,非金属性越强,最高价酸的酸性越强,非金属性Cl>N,所以酸性:HClO4>HNO3,故A合理;
B.工业上制备硝酸,首先发生的是氨的催化氧化,即氨被氧气氧化为NO,然后NO再被氧化为NO2,最后NO2和水反应生成HNO3和NO,NO可以循环使用,即工业上是通过制备硝酸,不经过氮气这一步,故B不合理;
C.氯水中的HClO光照下会分解为强酸盐酸和氧气,所以久置的氯水pH会变小,故C合理;
D.NH3中N为-3价,NO和NO2中N的化合价为正价,NH3和NO或NO2反应时,都可以发生归中反应生成氮气和水,可以用氨还原NO或NO2消除氮氧化物的污染,故D合理;
故选B。
4. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 食醋除去瓶胆内的水垢:
B. 漂白粉溶液中通入过量:
C. 溶液与体积、等物质的量浓度的溶液混合:
D. 向中投入固体:
【答案】C
【解析】
【详解】A.为难溶电解质,醋酸为弱电解质,二者不能拆分,应写化学式,A错误;
B.具有氧化性,具有还原性,与溶液发生氧化还原反应,B错误;
C.等体积、等物质的量浓度的溶液与溶液混合:,C正确;
D.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧气中的氧来源于过氧化钠中-1价的O,D错误;
故选C。
5. 布洛芬常用于缓解轻至中度疼痛或感冒引起的发热。用BHC法合成布洛芬的流程如图:
以下说法正确的是
A. 与化合物A互为同分异构体,且只含有一个取代基的芳香烃的结构共有3种
B. 化合物B能发生银镜反应
C. 化合物C在浓硫酸作用下加热,生成的有机产物只有一种
D. 布洛芬中有2个手性碳原子(手性碳原子指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子)
【答案】A
【解析】
【详解】A.与化合物A互为同分异构体,且只含有一个取代基的芳香烃的结构,相当于丁烷中的一个氢原子被苯环取代,丁烷有正丁烷和异丁烷结构,都有两种位置的氢,因此同分异构体有4种,除去本身一种结构,则还有3种,故A正确;
B.化合物B不含有醛基,则不能发生银镜反应,故B错误;
C.化合物C在浓硫酸作用下加热,可能是发生消去反应生成含有碳碳双键的有机物,也可能发生取代反应生成醚,故C错误;
D.布洛芬中只有1个手性碳原子,手性碳原子是连羧基的那个碳原子,故D错误。
综上所述,答案为A。
6. 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量含氧橄榄石矿物(ZxW2-xRX4)。已知前四周期元素X、Y、Z、R、W的原子序数依次增大,Y的氢化物常用于雕刻玻璃,R元素的一种氧化物可制作光导纤维,W的合金材料是生活中用途最广泛的金属材料,基态Z原子核外s,p能级上电子总数相等。下列叙述正确的是
A. 原子半径:Z>R>Y>X
B. X的第一电离能比同周期相邻元素小
C. X的简单氢化物的热稳定性强于Y的简单氢化物
D. 熔点:ZY2>RX2
【答案】B
【解析】
【分析】Y的氢化物常用于雕刻玻璃,则Y为氟元素;R元素的一种氧化物可制作光导纤维,故R为硅元素;W的合金材料是生活中用途最广泛的金属材料,故W为铁元素,前四周期中只有氧、镁原子的s,p能级上电子总数相等,根据原子系数递增可得Z为镁元素,X为氧元素。
【详解】A.原子半径根据元素周期律从上往下逐渐增大,从左往右逐渐减小,可得Z>R>X>Y,A错误;
B.根据电离能从左到右逐渐增大可得氟大于氧,但特殊的是氮原子2p轨道处于较稳定的半充满状态而氧原子的不是,故氮大于氧,B正确;
C.从左往右气态氢化物的稳定性逐渐增强,故O的简单氢化物的热稳定性弱于F的简单氢化物,C错误;
D.二氧化硅是原子晶体熔点高于二氟化镁离子晶体,D错误;
故选B。
7. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化镁易水解,故需要在氯化氢气流中加热脱去结晶水,避免发生水解,故A正确;
B.苯的溴代反应是放热反应,能促进液溴的挥发,挥发出的溴也能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,所以不能验证有产生,故B错误;
C.NH4Cl固体受热分解可以生成NH3和HCl,但气体稍冷在试管口处又可以重新反应生成NH4Cl固体,不能用于实验室制取NH3,可以加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物制取NH3,故C错误。
D.二氧化氮常温下能和水反应生成硝酸和一氧化氮气体,所以不能用排水法,密度比空气大,因此可用向上排空气法收集,故D选项错误。
故选A 选项。
8. 下列实验的方案设计、现象和结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Fe+2FeCl3=3FeCl2,故当固体中同时含有铁和氧化铁时也会出现该现象,A不合题意;
B.氢氧化钠溶液也能与硝酸银溶液反应生成黑色Ag2O沉淀,掩盖AgBr的淡黄色,会干扰溴离子的检验,B不合题意;
C.向饱和CaSO4溶液中滴加相同浓度的Na2CO3溶液,产生白色沉淀CaCO3,则可说明,C符合题意;
D.电石中含有杂质,和水反应生成的气体中除了乙炔还有硫化氢,硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D不合题意;
故答案为:C。
9. 某种含二价铜微粒的催化剂可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同价态物质体系所含的能量如图2。下列说法正确的是
A. 催化机理中的五步反应均为氧化还原反应
B. 状态⑤到状态①的变化过程中有极性键和非极性键的形成
C. 状态③到状态④过程的最小,放热最多,反应速率最快
D. 脱硝过程的本质是
【答案】B
【解析】
【详解】A.状态①到状态②过程中无元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,故A错误;
B.状态⑤到状态①的变化过程中有H2O和N2生成,有极性键O-H和非极性键N≡N的形成,故B正确;
C.由=生成物的总能量-反应物的总能量,状态②到状态③过程的最小,故C错误;
D.由图2可知,该脱硝过程中参与反应的NH3、NO、O2的物质的量之比为2:2:,即4:4:1,所以脱硝总反应方程式为4NH3+4NO+O2═6H2O+4N2,故D错误;
故选:B。
10. 煤灰提取铝既能缓解我国缺乏铝矿的现状,又能减少煤燃烧产生的污染。煤灰含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等。煤灰中提取铝的工艺流程如图所示,下列说法正确的是
A. 煤灰加酸进行酸浸时,用硫酸酸浸溶解效果好
B. 操作1、2、3、4名称相同,操作时都除去了一种杂质
C. X为CO2,发生的反应为CO2+2H2O+AlO=Al(OH)3↓+HCO
D. 制金属铝需要电解氧化铝,阳极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤灰含Al2O3、SiO2、CaO、Fe2O3等,用盐酸可使Al2O3、CaO、Fe2O3溶解,生成可溶性的盐,用硫酸酸浸CaO与硫酸反应生成微溶的CaSO4,不符合题意,故A错误;
B.操作1、2、3、4名称相同都为过滤,1、2、3操作时都除去了一种杂质,4除去溶液中的多种杂质,故B错误;
C.根据流程图可知通入CO2,制得Al(OH)3沉淀,为保证反应完全,通入足量的CO2,反应为CO2+2H2O+AlO2−=Al(OH)3↓+HCO3−,故C正确;
D.制金属铝需要电解熔融的氧化铝,阳极反应式为2O2−-4e−=O2↑,故D错误;
答案选C。
11. 高电压水系锌—有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH)
B. 充电时,电路中转移2mle-,中性电解质NaCl的物质的量增多2ml
C. 放电时,1mlFQ转化为FQH2转移2ml电子
D. 充电时,m接外接电源的负极,n接外接电源的正极
【答案】B
【解析】
【分析】高电压水系锌-有机混合液流电池工作原理为:放电时为原电池,金属Zn发生失电子的氧化反应生成Zn2+,为负极,则FQ所在电极为正极,正极反应式为2FQ+2e-+2H+═FQH2,负极反应式为Zn-2e-+4OH-=Zn(OH);充电时电解池,原电池的正负极连接电源的正负极,阴阳极的电极反应与原电池的负正极的反应式相反,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,因此充电时,m接外接电源的负极,n接外接电源的正极,据此作答。
【详解】A.放电时为原电池,金属Zn为负极,负极反应式为,选项A正确;
B.充电时装置为电解池,电解质中阳离子移向阴极、阴离子移向阳极,NaCl溶液中的钠离子和氯离子分别发生定向移动,即电解质NaCl的浓度减小,选项B错误;
C.充电时电解池,阳极反应为FQH2-2e-=2FQ+2e-+2H+,则1mlFQH2转化为FQ时转移2ml电子,选项C正确;
D.根据上述分析可知,充电时,m接外接电源的负极,n接外接电源的正极,选项D正确;
故答案选B。
12. 草酸(H2C2O4)是一种常见的二元弱酸,0.010ml/L的H2C2O4溶液中H2C2O4、和的物质的量分数δ(X)随pH变化如图。下列说法正确的是
A. 曲线①表示物质的量分数δ(X)随pH变化关系
B. NaHC2O4溶液中c(OH-)>c(H+)
C. 0.01ml/LNaHC2O4溶液中,c()+c(OH-)=c(H+)+c(H2C2O4)
D. 反应H2C2O4+2的化学平衡常数为10-5.4
【答案】C
【解析】
【分析】0.010ml/L的H2C2O4溶液中加碱调节pH,随着溶液pH的不断增大,H2C2O4不断转化为,继续加碱,再转化为,则曲线①表示H2C2O4的物质的量分数随pH的变化关系,曲线②表示的物质的量分数随pH的变化关系,曲线③表示的物质的量分数随pH的变化关系。
【详解】A.由分析可知,曲线①表示H2C2O4的物质的量分数δ(X)随pH变化关系,A错误;
B.在曲线的第一个交叉点,pH=1.2,c()=c(H2C2O4),Ka1=1.0×10-1.2,在曲线的第二个交叉点,pH=4.2,c()=c(),Ka2=1.0×10-4.2,NaHC2O4溶液中,Kh2==1.0×10-12.8<Ka2=1.0×10-4.2,则溶液显酸性,溶液中c(OH-)<c(H+),B错误;
C.依据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(OH-),依据物料守恒,c(Na+)=c()+c()+c(H2C2O4),则c()+c(OH-)=c(H+)+c(H2C2O4),C正确;
D.反应H2C2O4+2的化学平衡常数K====103,D错误;
故选C。
13. 根据下列图示所得出的结论不正确的是
A. 图甲是恒温密闭容器中发生反应时随反应时间变化的曲线,说明t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
B. 图乙是H2的起始量一定时恒温密闭容器中发生反应,达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线,则H2的转化率:b>c>a
C. 图丙是一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化,则用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小
D. 图丁表示反应不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.恒温密闭容器中发生,K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变,t1时刻缩小容器体积,c(CO2)迅速增大,重新达到平衡后,c(CO2)与原平衡c(CO2)相等,A正确;
B.H2的起始量一定时在恒温密闭容器中发生反应,随着氮气的物质的量逐渐增大,反应正向进行,H2的转化率逐渐增大,故H2的转化率:c>b>a ,B错误;
C.在一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,醋酸的电离程度增大,导电能力增强,但超过b点以后,离子浓度减小,导电能力减弱,在a点用湿润的PH试纸测量PH时,相当于醋酸被稀释,酸性增强,PH偏小,C正确;
D.由于为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,由图知T2时的K值小于T1时的K值,故,D正确;
故选B。
14. 根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论正确的是
A. 由图1得出若要除去溶液中的,可采用向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右
B. 图2表示用水稀释pH相同的盐酸和溶液时,溶液的pH变化曲线,其中I表示盐酸,II表示溶液,且溶液导电性:c>b>a
C. 图3表示与反应时含铝微粒浓度变化曲线,图中a点溶液中大量存在
D. 图4表示常温下向体积为NaOH溶液中逐滴加入溶液后溶液的pH变化曲线,则b点处有:
【答案】A
【解析】
【详解】A.除去CuSO4溶液中的Fe3+,要使铁离子除去但不能除去铜离子,根据溶液pH与产生沉淀的关系知,当pH=4时氢氧化铁完全沉淀,可以加入CuO调节溶液的pH且不引进杂质,故A正确;
B.用水稀释pH相同的盐酸和醋酸,盐酸的pH变化较大,醋酸的pH变化小,即Ⅰ表示盐酸,Ⅱ表示醋酸。溶液的导电能力取决于自由移动离子的浓度的大小,相同pH值的盐酸、醋酸,浓度醋酸更大,稀释相同倍数之后,醋酸浓度依然比盐酸大,所以a>b,c的稀释倍数多,所以浓度更小,所以且溶液导电性:a>b>c,故B错误;
C.在强碱性条件下,铝元素以偏铝酸根离子形式存在,图中a点溶液中应存在大量AlO,故C错误;
D.体积为NaOH溶液中逐滴加入溶液,b点加入10mL溶液,所得的溶液是醋酸钠溶液,醋酸根发生水解常数醋酸和氢氧根,溶液中存在,故D错误;
故选A
二、非选择题:4个大题,共58分.
15. 比亚迪采用磷酸亚铁锂技术的刀片电池,大幅度提高了电动汽车的续航里程。以硫铁矿(主要成分是,含少量、和)为原料制备的流程如下:
已知几种金属离子沉淀的pH如表所示:
请回答下列问题:
(1)分子的空间结构为_______形。基态Fe原子的电子排布式为_______。
(2)“还原”反应的离子方程式为_______。
(3)“试剂R”是一种绿色氧化剂,其中心原子杂化方式为_______。
(4)从平衡的角度解析加FeO“除铝”的原因(结合离子方程式说明)_______。
(5)常温下,,“沉铁”中为了使,最小为_______。
(6)流程中在“高温煅烧”条件下,由制备的化学方程式为:_______。
(7)磷酸亚铁锂的晶胞结构如图所示:
长方体晶胞的长和宽均为apm,高为bpm,为阿伏加德罗常数,晶体密度为_______。
【答案】(1) ①. V ②. 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar] 3d64s2
(2)FeS+2Fe3+=3Fe2++S
(3)sp3 (4)Al3+在溶液中发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,加FeO发生反应FeO+2H+=Fe2++H2O,氢离子浓度减小,平衡正向移动,Al3+完全转化为Al(OH)3
(5)
(6)2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑
(7)
【解析】
【分析】硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量、和)焙烧时FeS2转化为Fe2O3,SiO2 不与稀盐酸反应,酸浸时滤渣1是SiO2,滤液中阳离子是Fe3+、A13+、Fe2+、H+等,加入FeS将Fe3+还原成Fe2+,加入FeO调节pH使A13+转化成氢氧化铝沉淀,除去铝离子,然后加入氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,加入(NH4)2HPO4沉铁得到FePO4,加入Li2CO3和H2C2O4在高温下制得LiFePO4,以此分析。
【小问1详解】
分子的空间结构为V形;Fe元素为26号元素,原子核外有26个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar] 3d64s2。
【小问2详解】
依据表格中的数据以及流程,让Al元素以A1(OH)3形式沉淀除去时,Fe3+必先沉淀,因此用FeS还原Fe3+生成Fe2+和S,离子方程式为: FeS+2Fe3+=3Fe2++S。
【小问3详解】
试剂R是氧化剂,将将Fe2+氧化为Fe3+,双氧水作氧化剂,还原产物是H2O,不引入杂质,对环境无影响,故R为H2O2,其中心原子O原子杂化方式为sp3。
【小问4详解】
Al3+在溶液中发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,加FeO发生反应FeO+2H+=Fe2++H2O,氢离子浓度减小,平衡正向移动,Al3+完全转化为Al(OH)3。
【小问5详解】
根据溶度积进行计算,磷酸根的浓度最小值为=。
【小问6详解】
由题意,根据元素守恒可知,FePO4、Li2CO3、 H2C2O4在高温下发生反应生成LiFePO4、H2O和CO2,化学方程式为:2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+H2O↑+3CO2↑。
【小问7详解】
由晶胞结构知,在一个晶胞中,含有P原子4个,O原子16个,4个Fe2+,Li+:,长方体晶胞的长和宽均为apm,高为bpm,为阿伏加德罗常数,则晶体密度为。
16. 连二硫酸锰(MnS2O6)常用于灭菌以及水果、蔬菜的保鲜。硫酸锰(MnSO4)是重要的微量元素肥料之一,也用作饲料添加剂,在涂料、造纸、陶瓷、电子、纺织等领域也有广泛应用。利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取MnS2 O6和MnSO4的装置如图所示(部分夹持仪器、加热仪器未画出)。
已知:①连二硫酸锰易溶于水,其在pH=2.8~3.5时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰。
②连二硫酸锰晶体的化学式为MnS2O6·4H2O。
③连二硫酸钡(BaS2O6)易溶于水,氢氧化锰[Mn(OH)2]难溶于水。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,该仪器中装入的试剂最好为___________(填标号)。
A.稀盐酸 B.70%的浓硫酸 C.98%的浓硫酸 D.稀硝酸
(2)连二硫酸锰在装置___________(填标号)中生成,装置B的作用为___________。
(3)从实验后过滤所得的反应混合液(含有少量杂质MnSO4)中得到纯净的MnS2O6溶液的操作方法和除杂的反应原理为___________。
(4)由MnS2O6溶液得到MnS2O6·4H2O晶体的操作方法是___________。
(5)测定MnS2O6中锰的含量:称取wg产品充分加热,加适量水溶解,用aml·L-1KMnO4标准溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2),滴定终点时消耗bmL标准溶液。
①下列有关上述滴定操作的说法正确的是___________。(填标号)
A.滴定管活塞涂凡士林:取下活塞,用滤纸擦干,用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、c(如图)处的四周,平行插入活塞槽中,然后朝同一个方向转动
B.滴定开始时可以将液体成线状快速流下,接近终点时减慢滴加速度,必要时采用半滴操作
C.读数时可将滴定管从滴定管架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直
D.第一次滴定终点时,若测得消耗标准溶液体积小于5.00mL,则第二次滴定时可稀释待测液后重新滴定来减小误差
②实验过程中若晶体加热不充分,测得产品中锰的质量分数将___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③产品中锰的质量分数是___________(列出计算式)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. B
(2) ①. C ②. 安全瓶,防倒吸
(3)向混合溶液中加入适量溶液至不再产生沉淀,发生反应:,过滤,向滤液中通入二氧化硫调节pH至2.8~3.5;
(4)减压在低于30°C蒸发浓缩、冷却结晶、干燥
(5) ①. BC ②. 偏大 ③.
【解析】
【分析】在装置A中利用浓硫酸与亚硫酸钠反应制得二氧化硫,将二氧化硫通入装置C和D,装置B为安全瓶,二氧化硫与装置C和D中的二氧化锰悬浊液作用,通过搅拌发生反应,SO2与MnO2悬浊液的反应包括:,,,制得MnS2O6,最后装置D用于尾气吸收,防止二氧化硫进入空气中引起污染;
【小问1详解】
根据仪器a结构特点可知为分液漏斗;盐酸易挥发,与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体中混有HCl气体杂质;硝酸具有氧化性,会将二氧化硫氧化;98%的浓硫酸未电离出氢离子,反应无法顺利进行,所以试剂最好选择70%的浓硫酸;
【小问2详解】
由于连二硫酸锰易溶于水,其在pH=2.8~3.5时最稳定,温度超过30℃会快速分解生成易溶于水的硫酸锰,所以连二硫酸锰在冷水浴的装置C中生成;根据装置B结构可知为安全瓶,防倒吸;
小问3详解】
从实验后过滤所得的反应混合液(含有少量杂质MnSO4)中得到纯净的MnS2O6溶液的操作方法和除杂的反应原理:向混合溶液中加入适量溶液至不再产生沉淀,发生反应:,过滤,向滤液中通入二氧化硫调节pH至2.8~3.5;
【小问4详解】
由MnS2O6溶液得到MnS2O6·4H2O晶体的操作方法:为防止蒸发过程中MnS2O6水解,需用减压(或真空)蒸发水,并控制蒸发过程中溶液温度不超过30°C;
【小问5详解】
①
A.滴定管活塞涂凡士林:取下活塞,用滤纸擦干,用手指蘸取少量凡士林涂抹一薄层在活塞a、b(如图)处的四周,平行插入活塞槽中,然后朝同一个方向转动,故A错误;
B.滴定开始时可以将液体成线状快速流下,接近终点时减慢滴加速度,必要时采用半滴操作,故B正确;
C.读数时可将滴定管从滴定管架上取下,捏住管上端无刻度处,使滴定管保持垂直,故C正确;
D.第一次滴定终点时,若测得消耗标准溶液体积小于5.00mL,则第二次滴定时可稀释待测液后可稀释标准液后再重新滴定来减小误差,故D错误;
答案选BC;
②实验过程中若晶体加热不充分,则部分MnS2O6不分解,KMnO4也将其氧化,标准液消耗体积偏多,测得产品中锰的质量分数将偏大;
③滴定过程中发生氧化还原反应:,产品中锰的质量分数:;
17. 我国力争实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标,研究碳的化合物对减少CO2在大气中累积及实现可再生能源的有效利用具有重要意义。
(1)已知CO2和H2在一定条件下能发生反应,反应物与生成物的能量与活化能的关系如图所示,该反应的ΔH=_______kJ/ml(用含Ea1和Ea2的代数式表示)。
(2)恒温恒容条件下,为了提高反应中CO2的平衡转化率,可采取的措施为_______(任写一项)。下列不能说明该反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.v(CO2)正=v(H2)逆
B.HCOOH的体积分数不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.c(CO2):c(H2):c(HCOOH)=1:1:1
(3)一定温度下,在一刚性密闭容器中,充入等物质的量的CO2和H2此时容器的压强为48kPa,发生反应,6min时达到平衡,此时容器压强为36kPa,则0~6min内用H2分压表示的化学反应速率为_______kPa/min。相同温度下,该反应的逆反应平衡常数Kp=_______kPa(Kp是平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数)。
(4)除合成甲酸(HCOOH)外,有科学家以CO2、H2为原料合成CH3OH达到有效降低空气中二氧化碳含量的目的,其中涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ·ml-1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.5kJ·ml-1
不同条件下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,CO2的平衡转化率如图所示:
压强P1、P2、P3由小到大的顺序是_______。压强为P1时,温度高于300°C后,CO2的平衡转化率随温度升高而升高的原因是_______。
(5)近年来,有研究人员用CO2通过电催化生成多种燃料,实现CO2的回收利用,其工作原理如图所示:
请写出Cu电极上产生HCOOH的电极反应式_______。
【答案】(1)Ea1-Ea2
(2) ①. 增大H2的用量(或移出HCOOH) ②. CD
(3) ①. 2 ②. 12
(4) ①. P1
【解析】
【小问1详解】
根据如图所示, ;
【小问2详解】
恒温恒容条件下,为了提高反应中 的平衡转化率,要使平衡正向移动,可采取的措施为:增大的用量(或及时移出);A.,可以判断反应达平衡状态;
B.当的体积分数不再变化,反应达平衡状态;
C.根据,不变,不变,不变,所以混合气体的密度不再变化,反应不一定达平衡;
故选C;
【小问3详解】
根据三段式:
恒温恒容时,压强之比等于物质的量之比,所以,解方程,,用的分压表示的反应速率为: ,逆反应的平衡常数为: ;
【小问4详解】
根据反应I,压强越大,平衡正向移动,转化率增大,反应II压强不影响平衡,综合上述,压强越大,转化率越大,所以;反应I正反应方向放热,反应II正反应方向吸热,温度高于300°C后,CO2的平衡转化率主要由反应II决定,平衡向正反应方向移动,CO2的平衡转化率增大,所以压强为P1时,温度高于300°C后,CO2的平衡转化率随温度升高而升高;
【小问5详解】
Cu电极上由产生和,反应产生的电极反应式为:。
18. 化合物H是制取某药物的中间体,实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为___________,H的分子式为___________;
(2)C中含氧官能团的名称是___________,的反应类型为___________;
(3)写出的化学方程式:______________________;
(4)M是D的同分异构体,同时满足下列条件的M的结构有___________种;
①能与溶液发生显色反应;
②能发生水解反应;
③苯环上只有两个取代基.
其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为的M的结构简式为___________;
(5)写出以为原料合成的流程图(无机试剂任选).
_________________________________
【答案】(1) ①. ; ②. C17H16O4;
(2) ①. 醛基、羟基; ②. 取代反应;
(3)++H2O;
(4) ①. 9; ②. ;
(5);
【解析】
【分析】B的分子式为C7H8O,结合C的结构简式,可知B的结构简式为;A的分子式为C7H8O,结合B的结构简式,可知A的结构简式为,A到B为A中的-CH3转化为-CHO。C到D,C中的-Br被-OCH3取代,D转化为E,则E的结构简式为;E到F,可知E中的-OCH3转化为-OH,则F的结构简式为,结合H的结构简式,可知F与G发生酯化反应,则G的结构简式为。
【小问1详解】
根据分析,B的结构简式为;将H的键线式转化为分子式,H的分子式为C17H16O4;
【小问2详解】
C含有的含氧官能团分别为羟基、醛基;B到C,B中苯环上的H原子被-Br取代,因此B生成C为取代反应;
【小问3详解】
结合H的结构简式,可知F与G发生酯化反应,F的结构简式为,G的结构简式为,则E与G反应生成H的反应方程式为++H2O;
【小问4详解】
M是D的同分异构体,满足①能与FeCl3溶液发生显色反应,说明M含有酚羟基;②能发生水解反应,说明有酯基;③苯环上只有两个取代基,则其中一个取代基为-OH,另一个取代基可为-OOCCH3、-CH2OOCH、-COOCH3;苯环上2个取代基,均有邻、间、对三种,则一共有3×3=9种;其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1,说明两个取代基处于对位,且含有1个-CH3,则M的结构简式可能为;
【小问5详解】
苯甲醛和CH2(COOH)2反应可得到,经过水解得到苯甲醇,苯甲醇再氧化可得到苯甲醛;则合成路线为。A
B
C
D
制备无水
制备溴苯并验证有产生
制备并收集氨气
制备并收集
选项
实验目的
实验方案设计
实验现象和结论
A
检验某固体试样中是否存在三价铁
取少量固体试样完全溶于盐酸,再滴加KSCN溶液
没有出现血红色,说明该固体试样中不存在三价铁
B
检验溴乙烷中溴元素
溴乙烷和NaOH溶液混合,振荡后加热,静置分层后,取少量上层清液,移入另一支试管中,加入2滴溶液
若有淡黄色沉淀产生,则说明溴乙烷中含溴元素
C
比较与的大小
向饱和溶液中滴加相同浓度的溶液
产生白色沉淀,说明
D
探究电石与水的反应
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液
若酸性高锰酸钾溶液褪色,说明电石与水反应生成了乙炔
甲
乙
丙
丁
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
7.5
4.0
完全沉淀的pH
4.1
9.7
52
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